5G

5G bezeichnet die fünfte Generation des Mobilfunks; das zugehörige Funkverfahren heißt New Radio. Gegenüber LTE bringt sie höhere Datenraten, geringere Latenz und die Fähigkeit, sehr viele Geräte gleichzeitig zu bedienen.

Die praktisch wichtigste Unterscheidung betrifft jedoch nicht die Funkschnittstelle, sondern das dahinterliegende Kernnetz.

Non-Standalone und Standalone

5G wurde in zwei Ausbaustufen eingeführt.

Nicht eigenständig (NSA). Die 5G-Funkzelle ist an ein vorhandenes LTE-Kernnetz angebunden. Das Endgerät hält gleichzeitig eine LTE-Verbindung als Anker und nutzt 5G zur Erhöhung der Datenrate. Steuerung, Sprache und Verbindungsverwaltung laufen weiter über LTE.

Eigenständig (SA). Die 5G-Funkzelle arbeitet mit einem eigenen 5G-Kernnetz. Eine LTE-Verbindung ist nicht erforderlich.

Der Unterschied ist erheblich, obwohl die Funktechnik dieselbe ist. Die Eigenschaften, mit denen 5G beworben wurde — sehr geringe Latenz, garantierte Dienstgüte, Netzunterteilung für einzelne Anwendungen, Unterstützung sehr großer Gerätezahlen — setzen das eigenständige Kernnetz voraus. Im nicht eigenständigen Betrieb bleibt vor allem die höhere Datenrate.

Deshalb weisen Versorgungsstatistiken 5G und 5G Standalone getrennt aus. Wo die Werte auseinanderfallen, ist der Ausbau des eigenständigen Betriebs noch nicht abgeschlossen.

Frequenzbereiche

5G nutzt in Deutschland drei Bereiche mit deutlich unterschiedlichen Eigenschaften:

Der Bereich um 3,6 GHz trägt die hohen Datenraten, erreicht aber nur wenige hundert Meter und durchdringt Gebäude schlecht. Der Bereich um 700 MHz deckt Fläche ab, liefert aber Datenraten, die sich von LTE kaum unterscheiden.

Daraus folgt eine häufige Enttäuschung: Ein Endgerät kann 5G anzeigen und dennoch keine höhere Datenrate liefern, weil es im niedrigen Frequenzbereich eingebucht ist. Ein Flächenanteil in Versorgungsdaten sagt entsprechend wenig über die tatsächlich verfügbare Geschwindigkeit.

Der Millimeterwellenbereich, der in einigen Ländern für sehr hohe Datenraten auf kurzen Strecken genutzt wird, spielt in Deutschland keine Rolle.

Technische Merkmale

Gegenüber LTE ist die Funkschnittstelle flexibler ausgelegt. Trägerabstände und Rahmenstruktur sind variabel, sodass sich dieselbe Technik für weiträumige Abdeckung und für latenzkritische Anwendungen konfigurieren lässt.

Hinzu kommt der ausgedehnte Einsatz von Antennenanordnungen mit vielen Einzelelementen, die Funksignale gebündelt auf einzelne Endgeräte ausrichten, statt gleichmäßig in die Zelle abzustrahlen. Das erhöht Reichweite und Kapazität besonders in den hohen Frequenzbereichen.

Netzunterteilung

Eine Kernfunktion des eigenständigen Betriebs ist die Aufteilung des Netzes in logisch getrennte Bereiche mit je eigenen Eigenschaften. Ein Bereich kann auf geringe Latenz ausgelegt sein, ein anderer auf hohen Durchsatz, ein dritter auf sehr viele Geräte mit geringem Datenbedarf.

Adressiert werden damit vor allem industrielle Anwendungen — Produktionsanlagen, Logistik, Verkehrssteuerung. In Verbindung mit lokal zugeteilten Frequenzen für Betriebsgelände ist das der Bereich, in dem 5G über den reinen Mobilfunk hinausgeht.

Einordnung

Der Flächenanteil von 5G liegt in Deutschland inzwischen nahe an dem von LTE, was überwiegend auf die Umwidmung vorhandener Frequenzen und Standorte zurückgeht. Die Zahl beschreibt Verfügbarkeit, nicht Leistungsfähigkeit.

Aussagekräftiger sind zwei andere Werte: der Anteil mit eigenständigem Betrieb, weil erst dort die eigentlichen Fähigkeiten zur Verfügung stehen, und der Anteil, der von mehreren Netzbetreibern versorgt wird — denn eine Fläche, die nur ein Betreiber abdeckt, ist für Kunden der anderen unversorgt.